调速电动机的常见故障.ppt

1、高压变频控制技术序论 随着电气传动技术，尤其是变频调速技术的发展，作为大容量传动的高压变频调速技术也得到了广泛的应用。高压电机利用高压变频器可以实现无级调速，满足生产工艺过程对电机调速控制的要求，以提高产品的产量和质量，又可大幅度节约能源，降低生产成本。近年来，各种高压变频器不断出现，高压变频器到目前为止还没有像低压变频器那样近乎统一的拓扑结构。根据高压组成方式可分为直接高压型和高-低-高型，根据有无中间直流环节来分，可以分为交-交变频器和交-直-交变频器，在交-直-交变频器中，按中间直流滤波环节的不同，可分为电压源型和电流源型。高-低-高型变频器采用变压器实行输入降压，输出升压的方式，其实质上还是低压变频器，只不过从电网和电机两端来看是高压的，是受到功率器件电压等级技术条件的限制而采取的变通办法，需要输入，输出变压器，存在中间低压环节电流大，效率低下，可靠性下降，占地面积大等缺点，只用于一些小容量高压电机的简单调速。 四、高压变频控制技术 只不过从电网和电机两端来看是高压的，是受到功率器件电压等级技术条件的限制而采取的变通办法，需要输入，输出变压器，存在中间低压环节电流大，效率低下，可靠性下降，占地面积大等缺点，只用于一些小容量高压电机的简单调速。常规的交-交变频器由于受到输出最高频率的限制，只用在一些低速，大容量的特殊场合。直接高压交-直-交变频器直接高压输出，无需输出变压器，效率高，输出频率范围宽，应用较为广泛。我们将对目前使用较为广泛的几种直接高压输出交-直-交型变频器及其派生方案进行分析，指出各自的优缺点。评价高压变频器的指标主要有：成本，可靠性，对电网的谐波污染，输入功率因数，输出谐波，dv/dt，共模电压，系统效率，能否四象限运行等。顺便指出，我们习惯称作的高压变频器，实际上电压一般为2.3-10KV，国内主要为3KV，6KV和10KV，和电网电压相比，只能算作中压，故国外常称为Medium Voltage Drive。 高压变频器正向着高可靠性，低成本，高输入功率因数，高效率，低输入输出谐波，低共模电压，低dv/dt等方向发展。电流源型变频器技术成熟，且可四象限运行，但由于高压时器件串联的均压问题，输入谐波对电网的影响和输出谐波对电机的影响等问题，使其应用受到限制。对风机和水泵等一般不要求四象限运行的设备，单元串联多电平PWM电压源型变频器在输入，输出谐波，效率和输入功率因数等方面有明显的优势，具有较大的应用前景。对于轧机，卷扬机等要求四象限运行和动态性能较高的场合，双PWM结构的三电平电压源型变频器会得到广泛的应用。 2、中高压变频技术的发展趋势 中高变频技术是强弱电混合，机电一体的综合技术，既要处理巨大电能的转换（整流、逆变），又要处理信息的收集、变换和传输，因此它必定会分成功率和控制两大部分。前者要解决与高压大电流有关的技术问题，后者要解决的软硬件控制问题[3]。因此，未来高压变频调速技术也将在这两方面得到发展，其主要表现为： 1) 高压变频器将朝着大功率，小型化，轻型化的方向发展； 2) 高压变频器将向着直接器件高压和多重叠加（器件串联和单元串联）两个方向发展； 3) 更高电压、更大电流的新型电力半导体器件将应用在高压变频器中； 4) 现阶段 IGBT、IGCT、SGCT 仍将扮演着主要的角色，SCR、GTO 将会退出变频器市场； 5) 无速度传感器的矢量控制、磁通控制和直接转矩控制等技术的应用将趋于成熟； 6) 全面实现数字化和自动化：参数自设定技术，过程自优化技术，故障自诊断技术； 7) 应用 32 位MCU、DSP 及ASIC 等器件，实现变频器的高精度，多功能； 8) 相关配套行业正朝着专业化，规模化发展，社会分工将更加明显。 3、高压变频的基本原理及应用器件 中高压变频器常用的电力电子器件及分类 电力电子器件是指用半导体材料制成的大功率电子器件，20 世纪50 年代以来，已发展了不同类型的器件，大致可以按照控制程度、载流子类型、集成度或按芯片材料等方法分类见图。 电力电子器件作为变频器的开关器件，且主要作为逆变器的开关器件，其发展水平成为了目前高压变频器迅速发展的重要因素。用于变频器的电力电子器件，应具有以下的特征：在正常开通状态下，通流量大，导通压降小；在正常关断的情况下，能承受高电压，且漏电流小；在正常的开关状态转换下，开通与关断时间短，即开关频率高，而且能承受高的du / dt ；有全控功能；寿命长、结构紧凑、体积小、散热性能良好等。在高压变频器中，常用的电力电子器件主要有电力二极管、晶闸管、GTO晶闸管、IGBT、IGET、IGCT等，在前面的课程当中已经包含其详细的特点及性能介绍。 电力传动系统运动及相关特性： 电力传动系统运动方程式 T电机转矩－T负载转矩 P电机功率= T